תחזית בת עשורים אומתה: אסטרונומים גילו זוג כוכבים “קטקליזמי”

אסטרונומים גילו זוג כוכבים עם מסלול קצר במיוחד. כוכב הדומה לשמש שלנו וננס לבן מקיפים זה את זה כל 51 דקות

אסטרונומים ב-MIT ומוסדות אחרים גילו זוג כוכבים עם מסלול קצר במיוחד. למעשה, נראה שהם מקיפים אחד את השני כל 51 דקות. נראה שהמערכת שייכת לסוג חמקמק של כוכבים בינריים שנקראים “משתנים קטקליזמיים”, שבהם כוכבים כמו השמש שלנו מקיפים באופן צמוד ננס לבן – ליבה צפופה וחמה של כוכב שכבה.

זוג משתנה קטקליזמי קורה כששני הכוכבים מתקרבים, במשך מיליארדי שנים, וכתוצאה מכך הננס הלבן מתחיל לצבור, או לאכול, חומר מהכוכב השותף שלו. התהליך הזה יכול לפלוט הבזקים עצומים משתנים של אור שלפני מאות שנים אסטרונומים הניחו שהם תוצאה של סוג בלתי ידוע כלשהו של קטקליזם (קטסטרופה).

המערכת החדשה שהתגלתה, שהצוות סימן אותה ZTF J1813+4251, היא זוג משתנה קטקליזמי עם המסלול הכי קצר שהתגלה עד היום. שלא כמו מערכות אחרות כאלה שנצפו בעבר, האסטרונומים תפסו את הזוג הזה כשהכוכבים האפילו אחד על השני פעמים רבות, וזה איפשר לצוות למדוד תכונות של כל אחד מהם.

ננס לבן הוא מה שהופכים להיות כוכבים דומים לשמש שלנו אחרי שכילו את הדלק הגרעיני שלהם. קרוב לסוף שלב הבעירה הגרעינית שלו, כוכב מסוג זה מסלק את רוב החומר החיצוני שלו, ויוצר ערפילית פלנטרית. רק הליבה החמה של הכוכב נשארת. הליבה הזאת הופכת לננס לבן מאוד חם, עם טמפרטורה שעולה על 100,000 קלווין. המסה האופיינית של ננס לבן היא מחצית ממסת השמש, אבל הוא גדול רק במעט מכדור הארץ. המשמעות היא שהצפיפות של ננס לבן היא פי קרוב ל-200,000 מהארץ, ולכן הוא אוסף של חומר מהצפופים ביותר, שני רק לכוכב נייטרונים.

עם המדידות האלה החוקרים הפעילו הדמיות של מה המערכת כנראה עושה היום ואיך היא תתפתח במאות מיליוני השנים הבאות. הם הסיקו שהכוכבים כעת עוברים שינוי, והכוכב דמוי השמש מקיף את הננס הלבן הרעבתני ו”תורם” לו את רוב אטמוספרת המימן שלו. הכוכב דמוי השמש יתרוקן בסופו של דבר לליבה עתירת הליום מאוד צפופה. בעוד 70 מיליון שנים, הכוכבים ינועו אפילו קרוב יותר והמסלול המאוד קצר יגיע ל-18 דקות בלבד, לפני שיתחילו להתרחב ולהתרחק.

לפני עשרות שנים, מדענים ב-MIT ובמקומות אחרים חזו שזוגות משתנים קטקליזמיים כאלה ישתנו למסלולים מאוד קצרים. זאת הפעם הראשונה שמערכת משתנה כזאת נצפתה ישירות.

“זה מקרה נדיר שבו תפסנו מערכת כזאת בזמן השינוי מצבירת מימן להליום”, אומר קווין ברדג’ מהמחלקה לפיזיקה ב-MIT. “אנשים חזו שהעצמים האלה ישתנו למסלולים מאוד קצרים, אבל זמן רב התווכחו האם הם יוכלו להתקצר מספיק כדי לפלוט גלי כבידה ניתנים לגילוי. התגלית הזאת מסיימת את הוויכוח”.

עוד בנושא באתר הידען:

• שיפור ביכולת הצפייה בחור השחור במרכז הגלקסיה יאפשר לבחון את תורת היחסות הכללית של איינשטיין
• הלאה, אל המרחק: על מסעות ארוכים אל הכוכבים
• חוקרים: הכוכבים הראשונים נוצרו בפרץ פתאומי ולא בהדרגה
• האם השמש שלנו מזדקנת?